(57)【要約】  この発明は、高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構とを備えた内燃機関において、既存の構成を利用して制御を行うだけで、差圧センサの出力特性を学習するための学習条件を容易に成立させることを目的とする。  ＥＣＵ６０は、燃料カット制御が実行中であるときに、吸気絞り弁１８，２０を閉弁し、かつＥＧＲ弁４０，４６を開弁する。これにより、低圧ＥＧＲ通路４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとの間の圧力差が零となるので、この状態を利用して差圧センサ５４の出力特性を学習する。これにより、２系統のＥＧＲ機構を備えた内燃機関において、差圧センサ５４の出力特性を学習する場合には、既存のシステム構成と燃料カット制御とを利用して、簡単な弁制御により学習条件を容易に成立させることができる。
2011052066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャと、
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される高圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、低圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される低圧ＥＧＲ通路と、
前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路を開，閉する高圧用絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流側で前記吸気通路を開，閉する吸気絞り弁と前記低圧ＥＧＲ通路の下流側で前記排気通路を開，閉する排気絞り弁のうち、何れか一方の絞り弁により構成された低圧用絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
前記差圧センサの出力特性を学習するために、前記高圧ＥＧＲ弁、前記低圧ＥＧＲ弁、前記高圧用絞り弁及び前記低圧用絞り弁のうち少なくとも１つの弁を用いて前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差を零にする学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零にした状態で、前記差圧センサの出力に基いて出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧ＥＧＲ弁と前記低圧ＥＧＲ弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁を閉弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧ＥＧＲ弁と前記低圧ＥＧＲ弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁と前記低圧用絞り弁とを閉弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記学習条件設定手段は、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御が実行されているときに、前記低圧ＥＧＲ弁を開弁して前記圧力差を零にする構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記差圧センサの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構とを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（日本特開２００９−１８５７９１号公報）に開示されているように、高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構とを備えた内燃機関の制御装置が知られている。この従来技術では、内燃機関の運転状態に応じて高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構とを使い分けることにより、排気ガスの還流状態を適切に制御するようにしている。また、この種の従来技術においては、低圧ＥＧＲ機構により吸気系に還流される排気ガスの流量を、差圧センサの出力に基いて制御する構成としたものがある。この場合、差圧センサは、低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差（差圧）を検出し、検出結果を制御装置に出力する。これにより、制御装置は、差圧センサの出力信号を流量に換算し、排気ガスの還流量を検出することができる。【０００３】
しかし、差圧センサの出力信号には、温度環境の変化等による誤差が生じ易い。このため、例えば特許文献２（日本特開２００８−３８６６１号公報）に開示された従来技術では、差圧センサの出力誤差を学習するようにしている。この従来技術において、差圧センサは、パティキュレートフィルタの上流側と下流側の差圧を検出し、フィルタに捕集された粒子状物質（ＰＭ）の量を把握するために用いられている。そして、学習制御では、フィルタ内のＰＭを酸化除去した状態において、差圧センサにより検出した差圧と、予め求めておいた基準差圧とを比較し、センサの誤差を学習する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００９−１８５７９１号公報
【特許文献２】日本特開２００８−３８６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献２の従来技術では、ＰＭの酸化除去により一定の基準状態を作り出し、その後に差圧センサの学習制御を行う構成としている。一方、特許文献１の従来技術においても、排気ガスの還流量を正確に制御するために、差圧センサの学習制御を行うのが好ましい。しかしながら、この従来技術において、一定の基準状態を作り出そうとすると、例えば低圧ＥＧＲ通路の上流端と下流端にそれぞれ電磁弁等を設置し、低圧ＥＧＲ通路を閉塞する必要がある。このため、特許文献１の従来技術では、差圧センサの学習制御を実行しようとすると、システム構成が複雑化したり、コストアップが生じるという問題がある。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、既存の構成を利用して制御を行うだけで、差圧センサの出力特性を学習するための学習条件を容易に成立させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャと、
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される高圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、低圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される低圧ＥＧＲ通路と、
前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路を開，閉する高圧用絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流側で前記吸気通路を開，閉する吸気絞り弁と前記低圧ＥＧＲ通路の下流側で前記排気通路を開，閉する排気絞り弁のうち、何れか一方の絞り弁により構成された低圧用絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
前記差圧センサの出力特性を学習するために、前記高圧ＥＧＲ弁、前記低圧ＥＧＲ弁、前記高圧用絞り弁及び前記低圧用絞り弁のうち少なくとも１つの弁を用いて前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差を零にする学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零にした状態で、前記差圧センサの出力に基いて出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする。【０００８】
第２の発明によると、前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧ＥＧＲ弁と前記低圧ＥＧＲ弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁を閉弁して前記圧力差を零にする構成としている。【０００９】
第３の発明によると、前記学習条件設定手段は、内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記高圧ＥＧＲ弁と前記低圧ＥＧＲ弁とを開弁し、かつ前記高圧用絞り弁と前記低圧用絞り弁とを閉弁して前記圧力差を零にする構成としている。【００１０】
第４の発明によると、前記学習条件設定手段は、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御が実行されているときに、前記低圧ＥＧＲ弁を開弁して前記圧力差を零にする構成としている。【００１１】
第５の発明は、前記差圧センサの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としている。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、学習条件設定手段は、高圧ＥＧＲ弁、低圧ＥＧＲ弁、高圧用絞り弁及び低圧用絞り弁のうち少なくとも１つの弁を用いて、低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に設定することができる。この状態で、差圧センサから出力されるセンサ信号は、圧力差がない場合の信号値（零点出力）となる。従って、学習制御手段は、この信号値に基いてセンサの出力特性を学習することができる。即ち、高圧側と低圧側のＥＧＲ機構を備えた内燃機関において、差圧センサの学習制御を行う場合には、既存の構成を利用して弁の制御を行うだけで、前記圧力差を零に設定して学習条件を容易に成立させることができる。従って、学習制御を行うために余分な電磁弁等を追加したり、設計変更を行う必要がないので、システム構成を簡略化し、コストダウンを促進することができる。【００１３】
第２の発明によれば、学習条件設定手段は、燃料カット制御が実行されているときに、高圧用絞り弁を閉弁し、低圧ＥＧＲ通路を内燃機関の吸気負圧から遮断することができる。また、学習条件設定手段は、高圧ＥＧＲ弁を開弁することにより、燃料カット中の気筒からポンピングにより排出されるガスを、高圧ＥＧＲ通路によって筒内に戻すことができる。つまり、このガスを、高圧用絞り弁により低圧ＥＧＲ通路から遮断された流路で循環させることができる。さらに、低圧ＥＧＲ弁を開弁することにより、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が過渡的にも生じ難い状態を実現することができる。従って、低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に設定し、この状態を安定的に保持することができる。【００１４】
第３の発明によれば、学習条件設定手段は、燃料カット制御が実行されているときに、前記第２の発明と同様の弁制御に加えて、低圧用絞り弁を閉弁することができる。低圧用絞り弁を閉弁した状態では、車両の走行風等により吸気通路の上流端側に圧力変動が生じた場合でも、この圧力変動から低圧ＥＧＲ通路を遮断することができる。従って、第２の発明による作用効果に加えて、走行風等の影響も排除することができ、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が零となった状態を更に安定させることができる。【００１５】
第４の発明によれば、機関停止制御の実行中には、吸気負圧や排気圧が生じないので、これを利用して学習条件を容易に成立させることができる。即ち、機関停止制御中に低圧ＥＧＲ弁を開弁すれば、他の弁（高圧ＥＧＲ弁、高圧用絞り弁及び低圧用絞り弁）を制御しなくても、低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に設定することができ、弁制御を簡略化することができる。【００１６】
第５の発明によれば、学習制御手段は、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が零に保持された状態で、差圧センサの零点出力（オフセット）とセンサ温度とに基いてオフセットの温度特性を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】センサ信号を補正するための補正マップを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、ディーゼルエンジンからなる内燃機関１０を備えており、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路１４と、各気筒１２から排気ガスが排出される排気通路１６とを備えている。吸気通路１４には、電磁駆動式のバタフライ弁等により構成された２つの吸気絞り弁１８，２０が設けられている。なお、吸気絞り弁１８，２０の詳細については後述する。また、排気通路１６には、排気ガスを浄化する触媒２２、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）２４等の排気浄化装置が設けられており、これらの排気浄化装置は後述するタービン３０の下流側に配置されている。一方、各気筒１２には、吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、吸気バルブ及び排気バルブ（図示せず）とが設けられている。
【００１９】
また、内燃機関１０は、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ２８を備えている。ターボチャージャ２８は、排気通路１６に配置されて排気圧により回転駆動されるタービン３０と、吸気通路１４に配置されてタービン１４と一緒に回転することにより吸入空気を圧縮するコンプレッサ３２とにより構成されている。また、ターボ機構に対応して、吸気通路１４には、コンプレッサ３２の下流側で吸入空気を冷却するインタークーラ３４が設けられており、排気通路１６には、タービン３０をバイパスして排気ガスを流通させるためのターボバイパス弁３６が設けられている。
【００２０】
次に、内燃機関１０に搭載された高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構について説明する。まず、高圧ＥＧＲ機構は、タービン３０の上流側で排気通路１６から分流させた高圧な排気ガスをＥＧＲガスとして吸気通路１４に還流させる機構であり、高圧ＥＧＲ通路３８と高圧ＥＧＲ弁４０とを備えている。高圧ＥＧＲ通路３８は、その一端がタービン３０の上流側で排気通路１６に接続されており、高圧ＥＧＲ通路３８の他端は、コンプレッサ３２の下流側で吸気通路１４に接続されている。また、高圧ＥＧＲ弁４０は、電磁駆動式の流量制御弁等からなり、高圧ＥＧＲ通路３８を流れる排気ガスの流量を調整するように構成されている。
【００２１】
一方、低圧ＥＧＲ機構は、タービン３０の下流側で排気通路１６から分流させた低圧な排気ガス（ＥＧＲガス）をコンプレッサ３２の上流側で吸気通路１４に還流させる機構であり、低圧ＥＧＲ通路４４と低圧ＥＧＲ弁４６とを備えている。低圧ＥＧＲ通路４４は、その一端側である上流部４４ａがタービン３０及び排気浄化装置の下流側で排気通路１６に接続されている。また、低圧ＥＧＲ通路４４の他端側である下流部４４ｂは、コンプレッサ３２の上流側で吸気通路１４に接続されている。一方、低圧ＥＧＲ弁４６は、高圧側と同様の流量制御弁等からなり、低圧ＥＧＲ通路４４を流れる排気ガスの流量を調整するように構成されている。また、低圧ＥＧＲ通路４４には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４８が設けられており、低圧ＥＧＲ弁４６とＥＧＲクーラ４８とは、低圧ＥＧＲ通路４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとの間に配置されている。
【００２２】
次に、吸気通路１４に設けられた第１吸気絞り弁１８と第２吸気絞り弁２０について説明する。第１吸気絞り弁１８は、本実施の形態の低圧用絞り弁を構成するもので、コンプレッサ３２及び低圧ＥＧＲ通路４４の上流側に配置されている。また、第２吸気絞り弁２０は、本実施の形態の高圧用絞り弁を構成するもので、コンプレッサ３２及びインタークーラ３４の下流側かつ高圧ＥＧＲ通路３８の上流側に配置されている。これらの吸気絞り弁１８，２０は、吸気通路１４をそれぞれ個別に開，閉することができ、アクセル開度に応じて吸入空気量を増減させるだけでなく、後述のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）制御によりＥＧＲ量を制御する場合にも用いられる。
【００２３】
さらに、本実施の形態のシステムは、水温センサ５０、吸気温センサ５２、差圧センサ５４等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０とを備えている。水温センサ５０は、内燃機関の冷却水温を検出し、吸気温センサ５２は、吸入空気の温度（吸気温）を検出するものである。また、差圧センサ５４は、汎用的な圧力センサ等により構成されており、低圧ＥＧＲ通路４４に設けられている。低圧ＥＧＲ通路４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとの間には、排気ガスがＥＧＲクーラ４８を通過するときの圧損等に応じて圧力差（差圧）が生じる。差圧センサ５４は、上流部４４ａと下流部４４ｂとの間の差圧を検出し、この差圧に対応したセンサ信号ＳをＥＣＵ６０に出力する。センサ信号Ｓは、後述の演算処理により最終的にＥＧＲガスの流量に換算され、ＥＧＲ制御に用いられる。
【００２４】
また、センサ系統には、上述したセンサ５０〜５４の他に、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサが含まれている。このようなセンサの一例を挙げれば、吸入空気量を検出するエアフロメータ、クランク軸の回転に同期した信号を出力するクランク角センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、触媒や排気ガスの温度を検出する温度センサ等である。これらのセンサはＥＣＵ６０の入力側に接続されている。一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上述した吸気絞り弁１８，２０、燃料噴射弁２６、ターボバイパス弁３６、ＥＧＲ弁４０，４６等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００２５】
ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動することにより運転状態を制御する。具体例を挙げれば、ＥＣＵ６０は、エアフロメータにより検出した吸入空気量等に基いて燃料の噴射量及び噴射時期を設定し、この設定内容に基いて燃料噴射弁２６を駆動する燃料噴射制御を実行する。また、アクセル開度センサ等の出力に基いて車両が減速状態となったことを検出したときには、減速状態が解除されるまで各気筒での燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御を実行する。さらに、ＥＣＵ６０は、内燃機関の運転中にＥＧＲガスの還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ制御を行う。
【００２６】
ここで、２系統のＥＧＲ機構を用いたＥＧＲ制御は、例えば日本特開２００９−１８５７９１号公報、日本特開２００９−２１６０５９号公報等により一般的に公知なものである。具体的に述べると、このＥＧＲ制御では、例えば内燃機関の運転状態が低負荷及び低回転数の場合には、応答性に優れる高圧ＥＧＲ機構を優先して用いることにより、ＥＧＲ全体の応答性を確保する。また、内燃機関の運転状態が高負荷または高回転数の場合には、低圧ＥＧＲ機構のＥＧＲ量を増大させ、高圧ＥＧＲ機構のＥＧＲ量を減少させることにより、ＥＧＲガスの温度が高くなり過ぎないようにガス温度を抑制する。これにより、広い運転領域においてＥＧＲ制御を円滑に行うことができる。
【００２７】
また、高圧ＥＧＲ機構のＥＧＲ量は、高圧ＥＧＲ弁４０や第２吸気絞り弁２０の開度を調整することにより、任意に制御することができる。具体的には、例えば高圧ＥＧＲ弁４０の開度を大きくするか、または第２吸気絞り弁２０の開度を小さくすることにより、高圧側のＥＧＲ量を増大させることができる。一方、低圧ＥＧＲ機構のＥＧＲ量は、低圧ＥＧＲ弁４６や第１吸気絞り弁１８の開度を調整することにより、任意に制御することができる。具体的には、例えば低圧ＥＧＲ弁４６の開度を大きくするか、または第１吸気絞り弁１８の開度を小さくすることにより、低圧側のＥＧＲ量を増大させることができる。
【００２８】
［実施の形態１の特徴］
低圧側のＥＧＲ制御において、差圧センサ５４は、低圧ＥＧＲ通路４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとの間の差圧ΔＰに対応した電圧信号を生成し、この電圧信号をセンサ信号ＳとしてＥＣＵ６０に出力する。ＥＣＵ６０は、センサ信号Ｓを差圧ΔＰに換算し、更に差圧ΔＰをＥＧＲガスの流量Ｇに換算することにより、この流量Ｇに基いてＥＧＲ量をフィードバック制御する。このため、ＥＣＵ６０は、センサ信号Ｓと差圧ΔＰとの関係が設定されたマップデータｆ1と、差圧ΔＰと流量Ｇとの関係が設定されたマップデータｆ2とを備えている。これらのマップデータｆ1，ｆ2によれば、下記の（１），（２）式に基いてセンサ信号Ｓから流量Ｇを算出することができる。
【００２９】
ΔＰ＝ｆ1（Ｓ＋ΔＳ）      ・・・（１）
Ｇ＝ｆ2（ΔＰ）            ・・・（２）
【００３０】
ここで、上記（１）式中のΔＳは、センサ信号Ｓの誤差を補正するための補正量である。即ち、差圧センサ５４の出力には、温度変化や経時劣化等により誤差が生じ易い。このため、ＥＣＵ６０には、センサ信号Ｓを補正するためのマップデータである補正マップが予め記憶されている。図２は、補正マップを示す説明図である。この補正マップは、差圧センサ５４の零点出力であるオフセットの温度特性、即ち、差圧ΔＰが零のときのセンサ信号Ｓの値（オフセット）とセンサ温度との関係を記憶している。ＥＣＵ６０は、後述の方法によりセンサ温度を取得し、このセンサ温度に対応した補正量ΔＳを補正マップに基いて算出する。そして、補正量ΔＳを加味して上記（１）式を演算することにより、差圧センサ５４の誤差を補正し、流量Ｇを正確に算出することができる。
【００３１】
また、ＥＣＵ６０は、上記補正マップのデータ内容を適切なタイミングで更新する学習制御を行う。学習制御によれば、センサ信号Ｓの出力特性が誤差により変化する場合でも、最新の出力特性を学習して補正マップに反映させることができる。このため、ＥＣＵ６０には、データ内容が書換可能であり、かつ電源を切ってもデータ内容が保持される不揮発性の記憶回路が搭載されており、補正マップはこの記憶回路に記憶されている。本実施の形態は、２系統のＥＧＲ機構を備えた内燃機関において、既存の構成を利用して上記学習制御を行うことを特徴としており、以下、その内容について説明する。
【００３２】
（学習条件設定制御）
学習制御を行うときには、まず、実際の学習動作に先立って基準の状態を作り出すために、学習条件設定制御を実行する。学習条件設定制御とは、内燃機関の燃料カット制御が実行中であるときに、第１吸気絞り弁１８と第２吸気絞り弁２０とを閉弁状態（全閉状態）に保持し、高圧ＥＧＲ弁４０と低圧ＥＧＲ弁４６とを開弁状態（全開状態）に保持するものである（以下、この状態を規定の状態と称す）。これにより、低圧ＥＧＲ通路４４の上流部４４ａと下流部４４ｂとの間に生じる差圧を零に設定することができる。
【００３３】
具体的には、まず、第２吸気絞り弁２０が閉弁されると、低圧ＥＧＲ通路４４の下流部４４ｂは、気筒１２側で生じる吸気負圧から遮断された状態となる。また、第１吸気絞り弁１８が閉弁されると、下流部４４ｂは、車両の走行風等により吸気通路１４の上流端側に生じる圧力変動からも遮断された状態となる。一方、高圧ＥＧＲ弁４０が開弁した状態において、燃料カット中の気筒１２からポンピングにより排出されるガスは、当該気筒１２の吸気負圧に導かれて高圧ＥＧＲ通路３８に流入し、第２吸気絞り弁２０の下流側で吸気通路１４から気筒１２内に戻される。即ち、このガスは、第２吸気絞り弁２０により低圧ＥＧＲ通路４４から遮断された流路を循環することになるので、低圧ＥＧＲ通路４４内の圧力には影響を与えない。さらに、低圧ＥＧＲ弁４６が開弁することにより、上流部４４ａと下流部４４ｂとの間の差圧が過渡的にも生じ難くなる。以上の動作により、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零に設定し、この状態を安定的に保持することができる。
【００３４】
なお、上記説明では、第１吸気絞り弁１８を閉弁するものとしたが、本発明はこれに限らず、第１吸気絞り弁１８は必ずしも閉弁しなくてもよい。即ち、学習条件設定制御では、４つの弁１８，１９，４０，４６のうち第２吸気絞り弁２０だけを閉弁状態に保持し、第１吸気絞り弁１８とＥＧＲ弁４０，４６とを開弁状態に保持する構成としてもよい。この場合にも、車両の走行風等が低圧ＥＧＲ通路４４内の圧力に与える影響は小さいので、第１吸気絞り弁１８を閉弁した状態とほぼ同等の効果を得ることができる。また、学習条件設定制御では、ターボバイパス弁３６を閉弁状態に保持し、排気ガス（排気圧の変動）がタービン３０の下流側に漏れるのを可能な限り防止するのが好ましい。
【００３５】
上述したように、学習条件設定制御では、ＥＣＵ６０により４つの弁１８，１９，４０，４６を規定の状態に切換え、低圧ＥＧＲ通路４４内の差圧を零に保持することにより、学習制御に適した条件（学習条件）を成立させる。しかし、本発明では、差圧が零となった状態を安定させるために、規定の状態が実現されてから所定時間（例えば、０．５秒程度）が経過し、かつセンサ信号Ｓの変動幅が所定値以下（例えば、圧力換算値で０．２ｋＰａ以下）となったときに、学習条件が成立したと判定する構成としてもよい。
【００３６】
（学習制御）
学習条件の成立後には、低圧ＥＧＲ通路４４内の差圧が零であるとみなせるので、学習制御を開始する。学習制御では、まず、吸気温センサ５２により検出した吸気温と、水温センサ５０により検出した冷却水温とに基いて差圧センサ５４の温度（センサ温度）Ｔを推定する。ＥＣＵ６０には、吸気温及び冷却水温に対するセンサ温度の特性がマップデータとして予め記憶されている。従って、このマップデータに基いてセンサ温度Ｔを推定することができる。なお、センサ温度は走行風の影響も受ける場合があるので、本発明では、例えば車速センサ等により検出した車両の速度を走行風に対応するパラメータとして使用し、車両の速度、吸気温及び冷却水温に基いてセンサ温度を推定してもよい。
【００３７】
そして、学習条件が成立した状態でのセンサ信号Ｓを、温度Ｔにおける差圧センサ５４の零点出力（オフセット）Ｓ0として検出し、このオフセットＳ0により前述の補正マップ（図２参照）を書き換える。具体例を挙げれば、例えばＴ＝３０℃においてオフセットの検出値がＳ030＝−０．３Ｖである場合には、図２中で該当するオフセットの学習値Ｌ30＝−０．１Ｖを、検出値Ｓ030に書き換える。なお、この書換処理では、過剰な補正を避けるために、検出値と学習値の差分のうち一定の割合だけを学習値に加算する構成としてもよい。即ち、αを一定の割合（１＞α＞０）とし、新旧の学習値をそれぞれＬ，Ｌ′とすれば、下記（３）式により算出する構成としてもよい。
【００３８】
Ｌ＝（Ｓ0−Ｌ′）×α＋Ｌ′      ・・・（３）
【００３９】
また、１回の学習動作で学習値を変化させる量は、学習制御の機会（頻度）が増えるほど少なくてもよい。従って、本発明において、上記の割合αは、学習頻度が増えるにつれて減少させる構成としてもよい。
【００４０】
一方、学習制御では、推定したセンサ温度Ｔに対応する学習値だけでなく、他のセンサ温度に対応する学習値も書き換える構成としてもよい。この場合、例えばＴ＝３０℃での検出値Ｓ030により当該温度の学習値Ｌ30を書き換えるときには、下記（４）〜（６）式に示すように、Ｔ＝−１０，６０，８０℃の学習値Ｌ-10，Ｌ60，Ｌ80に対しても、Ｓ030を所定の割合β1，β2，β3で反映させる。
【００４１】
Ｌ-10＝（Ｓ0−Ｌ-10′）×β1＋Ｌ-10′      ・・・（３）
Ｌ60＝（Ｓ0−Ｌ60′）×β2＋Ｌ60′        ・・・（４）
Ｌ80＝（Ｓ0−Ｌ80′）×β3＋Ｌ80′        ・・・（５）
【００４２】
なお、上記の割合β1〜β3は、学習時点でのセンサ温度（上記例ではＴ＝３０℃）に対する温度差が大きくなるにつれて、徐々に減少させるのが好ましい。一例を挙げれば、β1＝０．３、β2＝０．２、β3＝０．１等のように設定してもよい。
【００４３】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図３は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。なお、図３に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰り返し実行されるものである。このルーチンでは、まず、車両の速度、吸気温及び冷却水温に基いてセンサ温度を推定する（ステップ１００）。次に、内燃機関が燃料カット制御（Ｆ／Ｃ）中であるか否かを判定し、燃料カット中でない場合には、制御を終了する（ステップ１０２）。また、燃料カット中である場合には、前述した４つの弁１８，１９，４０，４６を規定の状態に保持し、学習条件設定制御を実行する（ステップ１０４）。そして、例えばセンサ出力の変動が小さい状態で所定時間が経過したか否かを判定することにより、学習条件が成立したか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、学習条件が成立した場合には、センサ信号Ｓとセンサ温度Ｔとに基いて学習制御を実行する（ステップ１０８）。また、学習条件が不成立の場合には、成立するまで待機する。
【００４４】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、高圧ＥＧＲ機構と低圧ＥＧＲ機構を備えた内燃機関において、差圧センサ５４の学習制御を行う場合には、４つの弁１８，１９，４０，４６を制御するだけで、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零に設定することができる。即ち、既存のシステム構成と燃料カット制御とを利用して、学習条件を容易に成立させることができる。従って、学習制御を行うために余分な電磁弁等を追加したり、設計変更を行う必要がないので、システム構成を簡略化し、コストダウンを促進することができる。
【００４５】
また、学習条件を成立させるときには、燃料カット制御中に第２吸気絞り弁２０を閉弁し、低圧ＥＧＲ通路４４を吸気負圧から遮断することができる。そして、高圧ＥＧＲ弁４０を開弁することにより、燃料カット中の気筒１２からポンピングにより排出されるガスを、高圧ＥＧＲ通路３８によって筒内に戻すことができる。つまり、このガスを、第２吸気絞り弁２０により低圧ＥＧＲ通路４４から遮断された流路で循環させることができる。また、低圧ＥＧＲ弁４６を開弁することにより、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧が過渡的にも生じ難い状態を実現することができる。
【００４６】
さらに、第１吸気絞り弁１８を閉弁することにより、車両の走行風等により吸気通路１４の上流端側に圧力変動が生じた場合でも、この圧力変動から低圧ＥＧＲ通路４４を遮断することができる。従って、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零に設定し、この状態を安定的に保持することができる。そして、学習条件が成立した状態では、差圧センサ５４の零点出力（オフセット）とセンサ温度とに基いてオフセットの温度特性を学習することができ、温度変化や経時劣化によるセンサ信号の誤差を学習制御により吸収することができる。
【００４７】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１と同様のシステム構成（図１）を採用しているものの、以下に述べる制御内容において、実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００４８】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態のシステムは、内燃機関の出力が不要な状況において、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御を行う構成としている。機関停止制御には、例えば車両が停止してから再発進するまでのアイドル運転中に内燃機関を停止させるアイドル停止制御や、ハイブリッド車等において内燃機関を停止した状態で電動モータにより走行するモータ走行制御などが含まれる。
【００４９】
そして、学習条件設定制御では、上述した機関停止制御の実行中に低圧ＥＧＲ弁４６を開弁する。即ち、内燃機関が停止した状態では、吸気負圧や排気圧が生じないので、低圧ＥＧＲ弁４６を開弁することにより、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零に保持し、学習条件を成立させることができる。そして、学習条件の成立後には、実施の形態１と同様の学習制御を実行する構成となっている。
【００５０】
［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図４は、本発明の実施の形態２において、ＥＣＵにより実行される制御を示すフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰り返し実行されるものである。このルーチンでは、まず、実施の形態１と同様にセンサ温度を推定する（ステップ２００）。次の処理では、機関停止制御の実行中であるか否かを判定し、判定が不成立の場合には、制御を終了する（ステップ２０２）。また、機関停止制御の実行中である場合には、まず、低圧ＥＧＲ弁４６を開弁する（ステップ２０４）。そして、実施の形態１のステップ１０６，１０８と同様の処理により、学習条件が成立したか否かを判定し、学習制御を実行する（ステップ２０６，２０８）。
【００５１】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、機関停止制御を利用したので、学習条件を更に容易に成立させることができる。即ち、機関停止制御中に低圧ＥＧＲ弁４６を開弁すれば、吸気絞り弁１８，２０及び高圧ＥＧＲ弁４０を制御しなくても、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零に設定することができ、弁制御を簡略化することができる。
【００５２】
実施の形態３．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態１とほぼ同様のシステム構成を採用しているものの、低圧用絞り弁としては、第１吸気絞り弁に代えて排気絞り弁が用いられており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
［実施の形態３の特徴］
図５は、本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態では、排気通路１６のうち低圧ＥＧＲ通路４４の下流側となる位置に排気絞り弁７０が設けられている。排気絞り弁７０は、電磁駆動式のバタフライ弁等により構成されており、ＥＣＵ６０から入力される制御信号に応じて排気通路１６を開，閉するものである。そして、排気絞り弁７０は、実施の形態１の第１吸気絞り弁１８と同様に機能する。即ち、排気絞り弁７０の開度を小さくすることにより、低圧ＥＧＲ機構によるＥＧＲ量を増大させることができる。
【００５４】
また、学習条件設定制御では、排気絞り弁７０と第２吸気絞り弁２０とを閉弁状態に保持し、高圧ＥＧＲ弁４０と低圧ＥＧＲ弁４６とを開弁状態に保持する。これにより、実施の形態１の場合と同様に、低圧ＥＧＲ通路４４の差圧を零にすることができる。このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができ、本発明を適用可能なシステム構成を多様化することができる。
【００５５】
なお、前記実施の形態では、図３及び図４中のステップ１０４，２０４が学習条件設定手段の具体例を示している。また、ステップ１０８，２０８は、学習制御手段の具体例を示し、ステップ１００，２００は、温度取得手段の具体例を示している。
【００５６】
また、実施の形態１では、車両の速度、吸気温及び冷却水温に基づいてセンサ温度を推定する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば温度センサにより差圧センサの温度を直接検出する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０  内燃機関
１２  気筒
１４  吸気通路
１６  排気通路
１８  第１吸気絞り弁（低圧用絞り弁）
２０  第２吸気絞り弁（高圧用絞り弁）
２２  触媒
２４  ＤＰＦ
２６  燃料噴射弁
２８  ターボチャージャ
３０  タービン
３２  コンプレッサ
３４  インタークーラ
３６  ターボバイパス弁
３８  高圧ＥＧＲ通路
４０  高圧ＥＧＲ弁
４４  低圧ＥＧＲ通路
４４ａ  上流部
４４ｂ  下流部
４６  低圧ＥＧＲ弁
４８  ＥＧＲクーラ
５０  水温センサ
５２  吸気温センサ
５４  差圧センサ
６０  ＥＣＵ
７０  排気絞り弁（低圧用絞り弁）
【図１】
2011052066.tif 000003
【図２】
2011052066.tif 000004
【図３】
2011052066.tif 000005
【図４】
2011052066.tif 000006
【図５】
2011052066.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャと、
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される高圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、上流部と下流部との間に配置された低圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流側で前記吸気通路を開，閉する第１吸気絞り弁と、
前記コンプレッサの下流側かつ前記高圧ＥＧＲ通路の上流側となる位置で前記吸気通路を開，閉する第２吸気絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記第１吸気絞り弁を閉弁して前記低圧ＥＧＲ通路を走行風から遮断すると共に、前記第２吸気絞り弁を閉弁して前記低圧ＥＧＲ通路を筒内で生じる吸気負圧から遮断し、かつ、前記高圧ＥＧＲ弁を開弁して筒内からの排出ガスを前記高圧ＥＧＲ通路から筒内に戻し、更に、前記低圧ＥＧＲ弁を開弁して前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部とを接続することにより、前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に保持する学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に保持した状態で、前記差圧センサの出力に基いて当該差圧センサの出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記差圧センサの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第１の発明は、内燃機関の排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有し、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャと、
前記タービンの上流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの下流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、高圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される高圧ＥＧＲ通路と、
前記タービンの下流側で前記排気通路から分流させた排気ガスを前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に還流させる通路であって、上流部と下流部との間に配置された低圧ＥＧＲ弁により排気ガスの流量が調整される低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流側で前記吸気通路を開，閉する第１吸気絞り弁と、
前記コンプレッサの下流側かつ前記高圧ＥＧＲ通路の上流側となる位置で前記吸気通路を開，閉する第２吸気絞り弁と、
前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部との間の圧力差に基いて排気ガスの還流量を制御するために、前記圧力差を検出する差圧センサと、
内燃機関の燃料カット制御が実行されているときに、前記第１吸気絞り弁を閉弁して前記低圧ＥＧＲ通路を走行風から遮断すると共に、前記第２吸気絞り弁を閉弁して前記低圧ＥＧＲ通路を筒内で生じる吸気負圧から遮断し、かつ、前記高圧ＥＧＲ弁を開弁して筒内からの排出ガスを前記高圧ＥＧＲ通路から筒内に戻し、更に、前記低圧ＥＧＲ弁を開弁して前記低圧ＥＧＲ通路の上流部と下流部とを接続することにより、前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に保持する学習条件設定手段と、
前記学習条件設定手段により前記低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に保持した状態で、前記差圧センサの出力に基いて当該差圧センサの出力特性を学習する学習制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第２の発明は、前記差圧センサの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記学習制御手段は、前記差圧センサの零点出力であるオフセットの温度特性を学習する構成としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、学習条件設定手段は、燃料カット制御が実行されているときに、高圧用絞り弁を閉弁し、低圧ＥＧＲ通路を内燃機関の吸気負圧から遮断することができる。また、学習条件設定手段は、高圧ＥＧＲ弁を開弁することにより、燃料カット中の気筒からポンピングにより排出されるガスを、高圧ＥＧＲ通路によって筒内に戻すことができる。つまり、このガスを、高圧用絞り弁により低圧ＥＧＲ通路から遮断された流路で循環させることができる。さらに、低圧ＥＧＲ弁を開弁することにより、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が過渡的にも生じ難い状態を実現することができる。従って、低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に設定し、この状態を安定的に保持することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、学習条件設定手段は、燃料カット制御が実行されているときに、前記第２の発明と同様の弁制御に加えて、低圧用絞り弁を閉弁することができる。低圧用絞り弁を閉弁した状態では、車両の走行風等により吸気通路の上流端側に圧力変動が生じた場合でも、この圧力変動から低圧ＥＧＲ通路を遮断することができる。従って、第２の発明による作用効果に加えて、走行風等の影響も排除することができ、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が零となった状態を更に安定させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、機関停止制御の実行中には、吸気負圧や排気圧が生じないので、これを利用して学習条件を容易に成立させることができる。即ち、機関停止制御中に低圧ＥＧＲ弁を開弁すれば、他の弁（高圧ＥＧＲ弁、高圧用絞り弁及び低圧用絞り弁）を制御しなくても、低圧ＥＧＲ通路の圧力差を零に設定することができ、弁制御を簡略化することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第２の発明によれば、学習制御手段は、低圧ＥＧＲ通路の圧力差が零に保持された状態で、差圧センサの零点出力（オフセット）とセンサ温度とに基いてオフセットの温度特性を学習することができる。
【国際調査報告】
2011052066.tif 000008
2011052066.tif 000009
2011052066.tif 000010